DE102015210444A1

DE102015210444A1 - composite component

Info

Publication number: DE102015210444A1
Application number: DE102015210444.3A
Authority: DE
Inventors: Christian Arlt
Original assignee: Roechling Automotive AG and Co KG
Current assignee: Roechling Automotive AG and Co KG
Priority date: 2015-06-08
Filing date: 2015-06-08
Publication date: 2016-12-08

Abstract

Ein Verbundbauteil (10) umfasst eine wenigstens abschnittsweise kompaktierte mehrlagige Matrix (12) mit einer thermoplastisch gebundenen Faserverstärkungsstruktur und wenigstens ein wenigstens abschnittsweise zwischen zwei Matrixlagen (12B, 12C) aufgenommenes Formteil (14), welches einen von außerhalb des Verbundbauteils (10) zugänglichen Abschnitt (18) aufweist, wobei wenigstens eine Matrixlage (12C), vorzugsweise mehrere Matrixlagen, in einem das wenigstens eine Formteil (14) überdeckenden Abschnitt (20) einen höheren Kompaktierungsgrad als in einem das wenigstens eine Formteil (14) nicht überdeckenden Abschnitt (22) aufweist bzw. aufweisen. A composite component (10) comprises an at least partially compacted multilayer matrix (12) with a thermoplastic bonded fiber reinforcement structure and at least one at least partially between two matrix layers (12B, 12C) received molding (14), which from outside the composite component (10) accessible portion (18), wherein at least one matrix layer (12C), preferably a plurality of matrix layers, in a section (20) covering the at least one molding (14) has a higher degree of compaction than in a section (22) not covering the at least one molding (14). have or have.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verbundbauteil, umfassend eine wenigstens abschnittsweise kompaktierte mehrlagige Matrix mit einer thermoplastisch gebundenen Faserverstärkungsstruktur und wenigstens ein wenigstens abschnittsweise zwischen zwei Matrixlagen aufgenommenes Formteil, welches einen von außerhalb des Verbundbauteils zugänglichen Abschnitt aufweist. The present invention relates to a composite component, comprising an at least partially compacted multilayer matrix with a thermoplastic bonded fiber reinforcement structure and at least one at least partially accommodated between two matrix layers molded part, which has an accessible from outside of the composite component section.

Ein derartiges Verbundbauteil ist aus der Druckschrift DE 196 08 127 A1 bekannt. Dieses ist als Bodenbaugruppe eines Kraftfahrzeugs ausgebildet und umfasst eine Mehrzahl von thermoplastisch gebundenen Kohlenstofffaserlagen, welche zur örtlichen Erhöhung des Elastizitäts- oder Stoßabsorptionsverhaltens bereichsweise zusätzlich Glas- oder Aramidfasern enthalten. Bei der Herstellung dieses Verbundbauteils wird eine Mehrzahl von mit einem thermoplastischen Binder imprägnierten Faserlagen mit einem dazwischen teilweise aufgenommenen Formteil durch Vernähen miteinander zu einer planaren Faserstruktur verbunden und in einem weiteren Verfahrensschritt als Ganzes in einem Preßformwerkzeug im Wesentlichen gleichmäßig kompaktiert. Diese gleichmäßige Kompaktierung hat eine im Wesentlichen gleichmäßige Dichte und daher ein gleichmäßiges akustisches Dämpfungsverhalten zur Folge. Zwar ist lokal zwischen den Faserlagen Schaumstoffmaterial eingebettet, welches das akustische Dämpfungsverhalten lokal beeinflussen kann, die Einbringung dieses Materials zwischen die Faserlagen ist jedoch mit zusätzlichem Herstellungsaufwand und daher mit zusätzlichen Herstellungskosten verbunden. Such a composite component is from the document DE 196 08 127 A1 known. This is designed as a floor assembly of a motor vehicle and comprises a plurality of thermoplastic bonded carbon fiber layers, which in some regions additionally contain glass or aramid fibers for locally increasing the elasticity or impact absorption behavior. In the production of this composite component, a plurality of fiber layers impregnated with a thermoplastic binder having a molded part partially received therebetween are stitched together to form a planar fiber structure and substantially uniformly compacted in a further molding step as a whole in a compression molding tool. This uniform compaction has a substantially uniform density and therefore a uniform acoustic damping behavior. Although foam material is embedded locally between the fiber layers, which can locally influence the acoustic damping behavior, but the introduction of this material between the fiber layers is associated with additional production costs and therefore with additional production costs.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein eingangs definiertes Verbundbauteil bereitzustellen, dessen akustisches Dämpfungsverhalten im Vergleich zum Stand der Technik einfacher und präziser eingestellt werden kann. It is therefore the object of the present invention to provide a composite component as defined above, the acoustic damping behavior compared to the prior art can be set easier and more precise.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein eingangs definiertes Verbundbauteil, bei welchem wenigstens eine Matrixlage in einem das wenigstens eine Formteil überdeckenden Abschnitt einen höheren Kompaktierungsgrad als in einem das wenigstens eine Formteil nicht überdeckenden Abschnitt aufweist. This object is achieved according to the invention by an initially defined composite component in which at least one matrix layer has a higher degree of compaction in a section covering the at least one molded part than in a section not covering the at least one molded part.

Durch den höheren Kompaktierungsgrad wenigstens einer Matrixlage in einem das Verbundbauteil überdeckenden Abschnitt können einerseits durch das Formteil bedingte Dickenunterschiede der Matrix ausgeglichen werden. Andererseits kann hierdurch sichergestellt werden, dass die wenigstens eine Matrixlage in einem das Formteil nicht überdeckenden Abschnitt eine höhere Porosität und somit ein besseres akustisches Dämpfungsverhalten als in dem das Formteil überdeckenden Abschnitt aufweist. Folglich lässt sich das akustische Dämpfungsverhalten des Verbundbauteils ohne zusätzliches zwischen die Matrixlagen einzubringendes Schaumstoffmaterial lokal gezielt einstellen. Die durch das Formteil bedingten Dickenunterschiede können besonders wirksam ausgeglichen werden, wenn mehrere Matrixlagen in einem das wenigstens eine Formteil überdeckenden Abschnitt einen höheren Kompaktierungsgrad als in einem das wenigstens eine Formteil nicht überdeckenden Abschnitt aufweisen, da dann die Dicken der einzelnen Matrixlagen derart eingestellt werden können, dass die zusätzlich durch das Formteil in das Verbundbauteil eingebrachte Dicke durch entsprechend bereichsweise dickengestaltende unterschiedliche Kompaktierung ausgeglichen werden kann. Due to the higher degree of compaction of at least one matrix layer in a section covering the composite component, it is possible on the one hand to compensate for differences in thickness of the matrix caused by the molded part. On the other hand, this can ensure that the at least one matrix layer has a higher porosity and thus a better acoustic damping behavior in a section not covering the molded part than in the section covering the molded part. As a result, the acoustic damping behavior of the composite component can be locally adjusted in a targeted manner without additional foam material to be introduced between the matrix layers. The differences in thickness caused by the molded part can be compensated particularly effectively if a plurality of matrix layers in a section covering the at least one molded part have a higher degree of compaction than in a section not covering the at least one molded part, since then the thicknesses of the individual matrix layers can be adjusted in such a way, that the additional thickness introduced into the composite component by the molded part can be compensated for by correspondingly different compaction in the region of thickness.

Da bei einem erfindungsgemäßen Verbundbauteil eine Matrixlage in einem das wenigstens eine Formteil überdeckenden Abschnitt einen höheren Kompaktierungsgrad als in einem das wenigstens eine Formteil nicht überdeckenden Abschnitt aufweist, kann ein Verbundbauteil bereitgestellt werden, bei welchem die Matrix in einem das Formteil aufnehmenden Bereich und in einem Bereich, welcher den das Formteil aufnehmenden Bereich umgibt, eine im Wesentlichen einheitliche Dicke aufweist. Mit Dicke ist in der vorliegenden Anmeldung die Abmessung der Matrix in Stapelrichtung gemeint, wobei eine einheitliche Dicke bedeutet, dass die Abmessung der Matrix in Stapelrichtung in einem das Formteil aufnehmenden Bereich im Wesentlichen den gleichen Wert aufweist wie in einem Bereich, welcher den das Formteil aufnehmenden Bereich umgibt. Vorzugsweise ist daher die Dicke des Verbundbauteils in dem das Formteil aufnehmenden Bereich um nicht mehr als 10 % dicker als in dem das Formteil umgebenden Bereich, besonders bevorzugt um nicht mehr als 5 %, stets bezogen auf die in der Regel kleinere Dicke des das Formteil umgebenden Bereichs. Höchst bevorzugt ist sind die Dicken der beiden Bereiche gleich. Since, in a composite component according to the invention, a matrix layer in a section covering the at least one molded part has a higher degree of compaction than in a section not covering the at least one molded part, a composite component can be provided in which the matrix is in a region accommodating the molded article and in one region which surrounds the molding receiving area has a substantially uniform thickness. Thickness in the present application means the dimension of the matrix in the stacking direction, wherein a uniform thickness means that the dimension of the matrix in the stacking direction has substantially the same value in a region accommodating the molding as in an area which accommodates the molding Area surrounds. Preferably, therefore, the thickness of the composite component in the molding receiving area is not more than 10% thicker than in the area surrounding the molding, more preferably not more than 5%, always based on the generally smaller thickness of the molding surrounding range. Most preferably, the thicknesses of the two regions are the same.

Durch den höheren Kompaktierungsgrad kann hier letztlich die sonst unvermeidbare Dickenzunahme in dem das Formteil aufnehmenden Bereich kompensiert werden, was zu einer einfachen Verbindung des Verbundbauteils mit einem anderen Bauteil beitragen kann, da ein sonst unvermeidbarer Dickensprung nicht durch etwaige zusätzliche strukturelle Maßnahmen am anderen Bauteil berücksichtigt werden muss. Due to the higher degree of compaction, the otherwise unavoidable thickness increase in the region accommodating the molded part can ultimately be compensated here, which can contribute to a simple connection of the composite component to another component, since an otherwise unavoidable thickness jump is not taken into account by any additional structural measures on the other component got to.

Zwar ist im Rahmen der Erfindung ein Verbundbauteil denkbar, bei welchem lediglich ein das wenigstens eine Formteil überdeckender Abschnitt kompaktiert ist, um jedoch eine hohe Bauteilfestigkeit, insbesondere Biegesteifigkeit, einen guten Zusammenhalt der Matrixlagen und damit eine hohe strukturelle Integrität des Verbundbauteils sicherstellen zu können, ist es bevorzugt, wenn wenigstens eine Matrixlage, vorzugsweise mehrere Matrixlagen, auch in einem das wenigstens eine Formteil nicht überdeckenden Abschnitt kompaktiert ist bzw. sind. Zudem kann hierdurch auch das Dämpfungsverhalten in einem das wenigstens eine Formteil nicht überdeckenden Abschnitt durch Kompaktierung gezielt eingestellt werden. Although in the context of the invention, a composite component is conceivable in which only the at least one molding overlapping section is compacted, but a high component strength, in particular bending stiffness, a good cohesion of the matrix layers and thus a high structural integrity of the composite component In order to be able to secure, it is preferred if at least one matrix layer, preferably a plurality of matrix layers, is also or are compacted in a section which does not cover the at least one molded part. In addition, as a result, the damping behavior in a section which does not cover the at least one molded part can also be adjusted in a targeted manner by compaction.

Eine Mehrzahl von Matrixlagen kann unter anderem eine Mehrzahl bereits zusammengefügter Halbzeuge sein oder auch eine Mehrzahl nicht vorkonsolidierter Nadelvliese. A plurality of matrix layers may, inter alia, be a multiplicity of already assembled semi-finished products or also a plurality of non-pre-consolidated needled nonwovens.

Eine besonders feste Verbindung zwischen Formteil und Matrix kann vorzugsweise dadurch sichergestellt werden, dass das Formteil nicht nur formschlüssig, sondern auch stoffschlüssig thermoplastisch mit der Matrix verbunden ist. Hierzu kann das Formteil an seiner Außenoberfläche wenigstens bereichsweise mit einem Haftvermittler versehen sein. Die thermoplastische Anbindung an die Matrix kann allein durch den in der Matrix ohnehin enthaltenen Binder erfolgen. Somit kann die bevorzugte thermoplastische Anbindung ohne Zwischenanordnung eines gesonderten Klebstoffs gebildet sein. A particularly strong connection between the molded part and the matrix can preferably be ensured by virtue of the fact that the molded part is not only connected in a form-fitting but also materially thermoplastic manner to the matrix. For this purpose, the molding may be provided on its outer surface at least partially with a bonding agent. The thermoplastic bond to the matrix can be effected solely by the binder present in any case in the matrix. Thus, the preferred thermoplastic bond can be formed without interposing a separate adhesive.

In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das wenigstens eine Formteil als Befestigungselement ausgebildet ist und an dem von außerhalb des Verbundbauteils zugänglichen Abschnitt einen Eingriffsformationsabschnitt aufweist, an welchem eine Eingriffsformation vorgesehen ist, welche dazu eingerichtet ist, mit einer Gegeneingriffsformation in Eingriff zu treten. Im Gegensatz zu aus dem Stand der Technik, insbesondere aus dem Automobilbereich, bekannten Verbundbauteilen mit außen aufgeklebten Befestigungselementen, kann ein gemäß dieser Weiterbildung ausgebildetes Verbundbauteil einfacher hergestellt werden, da das Befestigungselement bereits bei der Herstellung des Verbundbauteils mit diesem verbunden wird und dadurch ein weiterer Herstellungsschritt, wie etwa ein vorangehend erwähnter Klebeschritt, entfällt. Ein zuverlässiger Eingriff der Eingriffsformation mit einer Gegeneingriffsformation kann insbesondere durch eine ein Gewinde umfassende Eingriffsformation erlangt werden. Der Eingriffsformationsabschnitt kann dabei beispielsweise als Sackloch oder Durchgangsloch, etwa in Form einer Buchse, mit Innengewinde oder als Schaft mit Außengewinde ausgebildet sein. In a development of the invention, it can be provided that the at least one molded part is designed as a fastening element and has an engagement formation section on the section accessible from outside the composite component, on which an engagement formation is provided, which is adapted to engage with a counter-engagement formation. In contrast to known from the prior art, in particular from the automotive field, composite components with externally glued fasteners, a trained according to this development composite component can be made easier, since the fastener is already connected in the manufacture of the composite component with this and thus a further manufacturing step , such as a bonding step mentioned above, is eliminated. A reliable engagement of the engagement formation with a counter-engagement formation can be achieved, in particular, by means of an engagement formation comprising a thread. In this case, the engagement information section can be designed, for example, as a blind hole or through hole, for example in the form of a bush, with an internal thread or as a shaft with an external thread.

Um einen möglichst einfachen Zugang zu dem Eingriffsformationsabschnitt erlangen zu können, ist es bevorzugt, wenn dieser länglich ist, d.h. wenn dessen Erstreckung in einer Raumrichtung wesentlich größer als dessen Erstreckung in zwei hierzu orthogonalen Raumrichtungen ist. Ein derartiger Eingriffsformationsabschnitt kann beispielsweise derart angeordnet sein, dass sich die Eingriffsformation wenigstens teilweise, vorzugsweise vollständig, außerhalb des Verbundbauteils erstreckt. In order to obtain the simplest possible access to the engagement information section, it is preferable if it is oblong, i. if its extent in a spatial direction is substantially greater than its extent in two spatial directions orthogonal thereto. Such an engagement formation section may for example be arranged such that the engagement formation extends at least partially, preferably completely, outside the composite component.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann auch vorgesehen sein, dass sich der Eingriffsformationsabschnitt durch wenigstens eine Matrixlage hindurch derart erstreckt, dass die Eingriffsformation wenigstens teilweise außerhalb der Matrix angeordnet ist. Hierbei kann der Eingriffsformationsabschnitt durch diejenige Matrixlage oder -lagen, welche von diesem durchsetzt ist bzw. sind, relativ zur Matrix definiert positioniert werden. Vorzugsweise ist die Eingriffsformation hierbei vollständig außerhalb der Matrix angeordnet, da hierdurch sichergestellt werden kann, dass die gesamte Eingriffsformation zur Herstellung eines Eingriffs mit einer Gegeneingriffsformation genutzt werden kann. In a particularly advantageous embodiment, it can also be provided that the engagement information section extends through at least one matrix layer in such a way that the engagement formation is arranged at least partially outside the matrix. In this case, the engagement information section can be positioned in a defined manner relative to the matrix by the matrix layer or layers interspersed therewith. In this case, the engagement formation is preferably arranged completely outside the matrix, since this makes it possible to ensure that the entire engagement formation can be used to produce an engagement with a counter-engagement formation.

Die Eingriffsformation erstreckt sich vorzugsweise längs einer Längsachse, etwa einer Gewindeachse. Vorzugsweise ist diese Längsachse orthogonal wenigstens zu dem das Formteil aufnehmenden Bereich des Verbundbauteils orientiert. Bevorzugt ist das Verbundbauteil ein flächiges Bauteil, also ein Bauteil, dessen Dicke wesentlich kürzer ist als seine Abmessung in zueinander und zur Dickenrichtung orthogonalen Erstreckungsrichtungen. The engagement formation preferably extends along a longitudinal axis, such as a threaded axis. Preferably, this longitudinal axis is oriented orthogonally at least to the portion of the composite component receiving the molded part. Preferably, the composite component is a planar component, ie a component whose thickness is substantially shorter than its dimension in mutually orthogonal to the thickness direction and extension directions.

Eine definierte und feste Einbindung des Formteils in die Matrix kann in einer bevorzugten Ausführungsform dadurch erlangt werden, dass das Formteil einen bezüglich des Eingriffsformationsabschnitts vorstehenden Verankerungsbereich aufweist, welcher mit der Matrix in Formschlusseingriff steht. Ein derartiger vorstehender Verankerungsbereich kann insbesondere dazu beitragen, Kräfte durch Formschluss, gegebenenfalls auch durch Kraftschluss, auf die Matrix zu übertragen. A defined and fixed integration of the molded part into the matrix can be achieved in a preferred embodiment in that the molded part has an anchoring area projecting with respect to the engagement form portion, which is in form-fitting engagement with the matrix. Such a protruding anchoring area can in particular contribute to transferring forces to the matrix by positive locking, possibly also by frictional connection.

Der Verankerungsbereich kann dabei einen einstückig mit dem Eingriffsformationsabschnitt ausgebildeten Verankerungsabschnitt umfassen. Vorzugsweise ist der Verankerungsabschnitt flanschartig ausgebildet. Dies bietet die Möglichkeit, diesen zwischen zwei Matrixlagen aufzunehmen und das Formteil damit insbesondere in Stapelrichtung der Matrixlagen definiert festzulegen. Zudem können hierdurch insbesondere in Stapelrichtung der Matrixlagen auf den Eingriffsformationsabschnitt ausgeübte Zug- und Druckkräfte effektiv auf die Matrix übertragen werden, da der Eingriffsformationsabschnitt flächig an den diesen aufnehmenden Matrixlagen anliegt, was einem Lösen des Formteils aus der Matrix bei Zug- oder Druckbelastung effektiv entgegenwirkt. The anchoring region may comprise an anchoring section formed integrally with the engagement formation section. Preferably, the anchoring portion is flange-shaped. This offers the possibility of picking it up between two matrix layers and thus defining the shaped part in a defined manner in particular in the stacking direction of the matrix layers. In addition, tensile and compressive forces exerted on the engagement information section can thereby be transferred effectively to the matrix, in particular in the stacking direction of the matrix layers, since the engagement formation section lies flat against the matrix layers accommodating them, which effectively counteracts detachment of the molded article from the matrix under tensile or compressive loading.

Alternativ oder zusätzlich kann dabei vorgesehen sein, dass der Verankerungsbereich ein gesondert vom Eingriffsformationsabschnitt ausgebildetes und mit dem Formteil, vorzugsweise dem Verankerungsabschnitt, in Eingriff stehendes Verankerungselement aufweist. Dieses kann beispielsweise als Mutter ausgebildet und mit einem am Formteil vorgesehenen Gewinde in Schraubeingriff bringbar sein. Alternativ kann das Verankerungselement beilagscheibenartig ausgebildet sein. Um das Formteil insbesondere in Stapelrichtung der Matrixlagen festlegen zu können, ist das Verankerungselement vorzugsweise zwischen zwei Matrixlagen aufgenommen. Alternatively or additionally, it may be provided that the anchoring area is a separate from the engagement information portion formed and with the molding, preferably the anchoring portion, in engagement Has anchoring element. This can for example be designed as a nut and be brought into screw-engageable with a thread provided on the molding. Alternatively, the anchoring element may be formed like a sheave. In order to be able to define the molded part, in particular in the stacking direction of the matrix layers, the anchoring element is preferably accommodated between two matrix layers.

In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Verankerungselement am Verankerungsabschnitt anliegt, wobei das Verankerungselement und der Verankerungsabschnitt zwischen denselben Matrixlagen aufgenommen sind und das Verankerungselement in einer zu einer Berührfläche der Matrixlagen im Wesentlichen parallelen Fläche eine größere Erstreckung als der Verankerungsabschnitt aufweist. Eine definierte Positionierung des Verankerungselements relativ zum Verankerungsabschnitt kann dadurch erlangt werden, dass das Verankerungselement den Eingriffsformationsabschnitt wenigstens teilweise umgibt. In a further development of the invention it can be provided that the anchoring element bears against the anchoring section, the anchoring element and the anchoring section being accommodated between the same matrix layers and the anchoring element having a greater extent than the anchoring section in a surface substantially parallel to a contact surface of the matrix layers. A defined positioning of the anchoring element relative to the anchoring section can be achieved in that the anchoring element at least partially surrounds the engagement information section.

Bei dieser Ausgestaltung verteilen sich auf den Eingriffsformationsabschnitt ausgeübte Zug- und Druckkräfte aufgrund der größeren Erstreckung des Verankerungselements in der zur Berührfläche der Matrixlagen parallelen Haupterstreckungsfläche im Vergleich zum Verankerungsabschnitt auf eine größere Fläche, so dass der auf die Matrixlagen aufgrund von auf den Eingriffsformationsabschnitt wirkenden Zug- und Druckkräften ausgeübte lokale Druck entsprechend verringert wird. Hierdurch wird letztlich eine stabilere Struktur bereitgestellt, da die zum Lösen des Formteils aus der Matrix aufzubringenden Kräfte im Vergleich zu einem Verbundbauteil ohne Verankerungselement größer sind. Ein weiterer Vorteil dieser Ausführung besteht grundsätzlich auch darin, dass ein Basis-Formteil mit einem einheitlichen Verankerungsabschnitt bei verschiedenen Arten von Verbundbauteilen verwendet werden kann, wobei die Erstreckung des Formteils in der zur Berührfläche der Matrixlagen parallelen Haupterstreckungsfläche des Verankerungsabschnitts durch ein zusätzliches Verankerungselement je nach gewünschter Bauteilfestigkeit variiert werden kann. In this embodiment, tensile and compressive forces exerted on the engagement information section are distributed over a larger area compared to the anchoring section due to the greater extent of the anchoring element in the main extension surface parallel to the contact surface of the matrix layers, so that the tensile force acting on the matrix layers due to tensile forces acting on the engagement formation section. and pressure forces applied local pressure is reduced accordingly. As a result, a more stable structure is ultimately provided, since the forces to be released from the matrix for releasing the molded part are greater in comparison with a composite component without an anchoring element. In principle, a further advantage of this embodiment is that a base molding having a unitary anchoring portion can be used with different types of composite components, wherein the extension of the molding in the main extension surface of the anchoring portion parallel to the contact surface of the matrix layers is achieved by an additional anchoring element as desired Component strength can be varied.

Weiter kann vorgesehen sein, dass wenigstens zwei Formteile vorgesehen sind, deren jeweilige Verankerungselemente zwischen denselben Matrixlagen aufgenommen und einstückig miteinander ausgebildet sind. Das Verankerungselement kann bei dieser Ausführungsform beispielsweise als Leiste mit einer Mehrzahl von Öffnungen bereitgestellt sein, durch welche hindurch die Eingriffsformationsabschnitte der Formteile hindurchgeführt werden können. Dies ermöglicht insbesondere eine definierte Positionierung der Eingriffsformationsabschnitte relativ zueinander, da ihre jeweiligen Positionen durch die in der Leiste vorgesehenen Öffnungen festgelegt sind. Im Übrigen wird auch bei dieser Ausgestaltung ein großflächiges Verankerungselement bereitgestellt, mit welchem auf die jeweiligen Eingriffsformationsabschnitte ausgeübte Zug- und Druckkräfte großflächig auf die angrenzenden Matrixlagen verteilt werden, was einen vorteilhaft geringen auf die Matrixlagen ausgeübten lokalen Druck zur Folge hat. It can further be provided that at least two molded parts are provided, whose respective anchoring elements are received between the same matrix layers and formed integrally with each other. The anchoring element may in this embodiment be provided, for example, as a strip with a plurality of openings, through which the engagement formation sections of the molded parts can be passed. In particular, this enables a defined positioning of the engagement formation sections relative to one another, since their respective positions are determined by the openings provided in the strip. Incidentally, in this embodiment as well, a large-area anchoring element is provided with which tensile and compressive forces exerted on the respective engagement information sections are distributed over a large area to the adjacent matrix layers, resulting in an advantageously low local pressure exerted on the matrix layers.

Bei dieser Ausführungsform ist das Verbundbauteil als ein Bauteil beschrieben worden, welches zwei Formteile aufweist, deren Verankerungselemente einstückig miteinander ausgebildet sind. Denkbar sind jedoch auch andere hier nicht im Detail beschriebene Formteilanordnungen, welche allgemein eine Mehrzahl von Eingriffsformationsabschnitten aufweisen. Zumindest einige dieser Eingriffsformationsabschnitte können jeweils einen Verankerungsabschnitt oder/und ein Verankerungselement aufweisen. Mehrere dieser Verankerungsabschnitte können einstückig miteinander ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich können, ähnlich der anhand der 2 beschriebenen Ausführungsform, auch mehrere der Verankerungselemente einstückig miteinander ausgebildet sein. In this embodiment, the composite component has been described as a component having two molded parts, the anchoring elements are integrally formed with each other. However, other shaped part arrangements which are not described in detail here and which generally have a plurality of engagement information sections are also conceivable. At least some of these engagement formation portions may each include an anchoring portion and / or an anchoring element. Several of these anchoring portions may be integrally formed with each other. Alternatively or additionally, similar to the basis of 2 described embodiment, several of the anchoring elements may be integrally formed with each other.

In Weiterbildung der Erfindung kann die Matrix wenigstens eine Wärmestrahlung reflektierende Lage, vorzugsweise in Form einer Metallfolie, etwa aus Aluminium umfassen. Diese kann beispielsweise im Matrixkern zwischen zwei Matrixlagen oder/und als Deckschicht oder zumindest als Teil einer Deckschicht bereitgestellt sein. Um einen effizienten Durchtritt von Schall durch eine Wärmestrahlung reflektierende Lage sicherstellen zu können, kann dabei auch vorgesehen sein, dass wenigstens eine Wärmestrahlung reflektierende Lage perforiert, insbesondere mikroperforiert, ist. Thermische Isolationseigenschaften können beispielsweise dann von Bedeutung sein, wenn das Verbundbauteil als Motorraumkapselung oder zumindest als Teil einer solchen ausgebildet ist. In a development of the invention, the matrix may comprise at least one heat radiation-reflecting layer, preferably in the form of a metal foil, for example of aluminum. This can be provided, for example, in the matrix core between two matrix layers or / and as a cover layer or at least as part of a cover layer. In order to be able to ensure an efficient passage of sound through a heat radiation reflecting layer, it can also be provided that at least one heat radiation reflecting layer is perforated, in particular microperforated. Thermal insulation properties can be important, for example, if the composite component is designed as an engine compartment encapsulation or at least as part of such.

Als vorteilhaft haben sich Metallfolienlagen, insbesondere aus Aluminium, mit einer Dicke von 40–100 µm erwiesen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist eine Wärmestrahlung reflektierende Lage als Deckschicht oder Teil einer Deckschicht eine Dicke von 100 µm auf und eine zwischen zwei Matrixlagen angeordnete Wärmestrahlung reflektierende Lage eine Dicke von weniger als 50 µm, vorzugsweise 45 µm, auf. Metal foil layers, in particular made of aluminum, having a thickness of 40-100 μm have proved to be advantageous. In a particularly preferred embodiment, a heat radiation reflecting layer as a cover layer or part of a cover layer has a thickness of 100 .mu.m and a thermal radiation reflecting layer disposed between two matrix layers has a thickness of less than 50 .mu.m, preferably 45 .mu.m.

Alternativ oder zusätzlich können auch Aluminiumbleche mit einer Dicke von 0,5–1,0 mm an oder in dem Verbundbauteil angeordnet sein. Mit derartigen dünnen Aluminiumblechlagen zwischen zwei Matrixlagen oder an einer äußeren Matrixlage kann ein besonders formstabiles, steifes Verbundbauteil erhalten werden. Alternatively or additionally, aluminum sheets with a thickness of 0.5-1.0 mm can also be arranged on or in the composite component. With such thin aluminum sheet layers between two matrix layers or on an outer matrix layer, a particularly dimensionally stable, stiff composite component can be obtained.

Bei einem erfindungsgemäßen Verbundbauteil umfasst die Matrix bevorzugt einen thermoplastischen Binder, mit welchem die Faserverstärkungsstruktur bildende Verstärkungsfasern thermoplastisch gebunden sind. Hinsichtlich der Wahl sowohl des thermoplastischen Binders als auch der Verstärkungsfasern existieren im Wesentlichen keine Einschränkungen, solange der Schmelzpunkt des thermoplastischen Binders niedriger als derjenige der Verstärkungsfasern ist. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verbundbauteil einen Polypropylen-Glasfaser-Verbund, vorzugsweise mit einer Flächendichte von 1 kg/m². Darüber hinaus können neben Glasfasern auch andere Verstärkungsfasern zum Einsatz kommen, wie etwa Kohlenstoff-, Aramid-, Mineral- oder Naturfasern. In a composite component according to the invention, the matrix preferably comprises a thermoplastic binder with which the reinforcing fibers forming the fiber reinforcement structure are thermoplastically bonded. With regard to the choice of both the thermoplastic binder and the reinforcing fibers, there are substantially no restrictions as long as the melting point of the thermoplastic binder is lower than that of the reinforcing fibers. In a preferred embodiment, the composite component comprises a polypropylene-glass fiber composite, preferably with an areal density of 1 kg / m ² . In addition, besides glass fibers, other reinforcing fibers may also be used, such as carbon, aramid, mineral or natural fibers.

Angemerkt sei noch, dass im Gegensatz zum eingangs diskutierten Stand der Technik die Matrixlagen bei einem erfindungsgemäßen Verbundbauteil vorzugsweise nicht miteinander vernäht sind. Stattdessen können die Matrixlagen miteinander verschmolzen oder/und verpresst sein. Aluminiumlagen in oder an dem Verbundbauteil können stoffschlüssig durch den in den Matrixlagen enthaltenen thermoplastischen Binder an die eine oder mehrere in Stapelrichtung benachbarten Matrixlagen angebunden sein. It should also be noted that, in contrast to the prior art discussed at the beginning, the matrix layers in a composite component according to the invention are preferably not sewn together. Instead, the matrix layers may be fused together or / and compressed. Aluminum layers in or on the composite component can be bonded to one or more matrix layers adjacent to one another in the stackwise direction by the thermoplastic binder contained in the matrix layers.

Die vorangehend definierte technische Aufgabe wird gemäß einem weiteren Aspekt gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Verbundbauteils, wobei das Verfahren die Schritte umfasst:

a) Bereitstellen einer Mehrzahl von Matrixlagenrohlingen, umfassend eine Faserverstärkungsstruktur und einen thermoplastischen Binder;
b) Bereitstellen wenigstens eines Formteils;
c) Einbringen der Mehrzahl von Matrixlagenrohlingen und des wenigstens einen Formteils in eine Pressform, derart, dass das wenigstens eine Formteil wenigstens teilweise zwischen zwei Matrixlagenrohlingen aufgenommen und von außerhalb der Matrixlagenrohlinge zugänglich ist;
d) Schließen der Pressform;
e) Erwärmen der Matrixlagenrohlinge und des wenigstens einen Formteils über den Schmelzpunkt des thermoplastischen Binders und dadurch Aufschmelzen des Binders;
f) Ausüben von Druck auf die Matrixlagenrohlinge, wobei der Druck im Bereich des wenigstens einen Formteils höher als in von diesem verschiedenen Bereichen der Matrixlagenrohlinge ist;
g) Verfestigen des Bindematerials; und
h) Öffnen der Pressform und Entnehmen des Verbundbauteils.

The above-defined technical problem is solved according to a further aspect by a method for producing a composite component according to the invention, the method comprising the steps:

a) providing a plurality of matrix layer blanks comprising a fiber reinforcement structure and a thermoplastic binder;
b) providing at least one molding;
c) introducing the plurality of matrix layer blanks and the at least one molded part into a press mold, such that the at least one shaped part is at least partially received between two matrix layer blanks and accessible from outside the matrix layer blanks;
d) closing the mold;
e) heating the matrix layer blanks and the at least one molded part above the melting point of the thermoplastic binder and thereby melting the binder;
f) applying pressure to the matrix layer blanks, wherein the pressure in the region of the at least one shaped part is higher than in that of different areas of the matrix layer blanks;
g) solidifying the binding material; and
h) opening the mold and removing the composite component.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird in Schritt f) durch Ausüben eines höheren Drucks im Bereich des Formteils als in von diesem verschiedenen Bereichen der Matrixlagenrohlinge zumindest in einer Matrixlage in einem das wenigstens eine Formteil überdeckenden Abschnitt ein höherer Kompaktierungsgrad erzeugt. Dies sorgt einerseits für einen Ausgleich von durch das Formteil bedingten Dickenunterschieden und bietet zudem die Möglichkeit, die wenigstens eine Matrixlage in einem das Formteil nicht überdeckenden Abschnitt mit einer höheren Porosität und somit einem besseren akustischen Dämpfungsverhalten als in dem das Formteil überdeckenden Abschnitt zu versehen. Selbstverständlich ist es in Schritt f) auch möglich, dass wenigstens eine Matrixlage, vorzugsweise mehrere Matrixlagen, in einem das wenigstens eine Formteil nicht überdeckenden Abschnitt kompaktiert wird bzw. werden, wodurch insbesondere das Dämpfungsverhalten in diesem Abschnitt gezielt eingestellt werden kann. Der Kompaktierungsgrad des das wenigstens eine Formteil nicht überdeckenden Abschnitts ist dann geringer als der Kompaktierungsgrad des das Formteil überdeckenden Abschnitts. In the method according to the invention, a higher degree of compaction is produced in step f) by exerting a higher pressure in the region of the molding than in different regions of the matrix layer blanks at least in a matrix layer in a section covering the at least one molding. On the one hand, this compensates for differences in thickness caused by the molded part and, moreover, offers the possibility of providing the at least one matrix layer in a section which does not cover the molded part with a higher porosity and thus a better acoustic damping behavior than in the section covering the molded part. Of course, it is also possible in step f) for at least one matrix layer, preferably a plurality of matrix layers, to be compacted in a section which does not cover the at least one molded part, whereby in particular the damping behavior in this section can be adjusted in a targeted manner. The Kompaktierungsgrad of the at least one molding not overlapping portion is then less than the Kompaktierungsgrad of the molding covering portion.

In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass in Schritt a) wenigstens ein Matrixlagenrohling in Form eines Fasergemisches bereitgestellt wird, wobei das Fasergemisch Verstärkungsfasern, vorzugsweise in Form eines Fasergewirrs, und Bindefasern mit thermoplastischem Kunststoff umfasst, oder/und dass wenigstens ein Matrixlagenrohling als Halbzeug mit einer thermoplastisch gebundenen Faserverstärkungsstruktur bereitgestellt wird. Mit derartigen porösen Matrixlagenrohlingen kann auf besonders einfache Weise eine poröse Struktur erzeugt werden. Diese haben, falls sie unter Druck thermoplastisch gebunden wurden, zudem die Eigenschaft, durch Erhitzen zu expandieren (loften). Auf diese Weise wird eine zunächst großporige Struktur erzeugt, welche sich definiert kompaktieren lässt. Daher können vor dem Schritt f) ein Komprimierungsschritt gefolgt von einem Schritt zum Loften wenigstens eines Matrixlagenrohlings vorgesehen sein. In a further development of the invention it can be provided that in step a) at least one matrix layer blank in the form of a fiber mixture is provided, wherein the fiber mixture comprises reinforcing fibers, preferably in the form of a Fasergewirrs, and binder fibers with thermoplastic material, and / or that at least one matrix layer blank as a semi-finished product with a thermoplastic bonded fiber reinforcement structure. With such porous matrix layer blanks, a porous structure can be produced in a particularly simple manner. If they have been thermoplastically bonded under pressure, they also have the property of expanding by heating (lofting). In this way, an initially large-pored structure is produced, which can be compacted defined. Therefore, prior to step f), a compression step followed by a step of lofting at least one matrix layer blank may be provided.

Weist das wenigstens eine Formteil einen Eingriffsformationsabschnitt mit einer Eingriffsformation auf, kann vor dem Schritt c) in wenigstens einem Matrixlagenrohling wenigstens eine Öffnung bereitgestellt werden, durch welche hindurch der Eingriffsformationsabschnitt im Schritt c) hindurch geführt werden kann. Hierdurch kann für eine definierte Positionierung des wenigstens einen Formteils relativ zur Matrix gesorgt werden. If the at least one molding has an engagement formation section with an engagement formation, at least one opening can be provided in at least one matrix layer blank before step c), through which the engagement formation section can be guided in step c). As a result, provision can be made for a defined positioning of the at least one molded part relative to the matrix.

Um darüber hinaus auch eine definierte Positionierung in Stapelrichtung erlangen zu können, kann weiter vorgesehen sein, dass das wenigstens eine Formteil einen Verankerungsbereich aufweist, welcher vorzugsweise einen integral mit dem Eingriffsformationsabschnitt ausgebildeten Verankerungsabschnitt oder/und ein gesondert vom Eingriffsformationsabschnitt ausgebildetes Verankerungselement umfasst, wobei Schritt c) das Einbringen des Verankerungsbereichs zwischen zwei Matrixlagenrohlingen umfasst. Moreover, in order to be able to obtain a defined positioning in the stacking direction, it can further be provided that the at least one molded part has an anchoring area, which preferably has an anchoring section formed integrally with the engagement-forming section and / or a section formed separately from the engagement-forming section Anchoring element comprises, wherein step c) comprises the introduction of the anchoring region between two matrix layer blanks.

Im Übrigen umfasst das erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt keinen Schritt zum Vernähen der Matrixlagenrohlinge. Incidentally, the method according to the invention preferably does not include a step for sewing the matrix layer blanks.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend durch Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert werden. Dabei ist: The present invention will be explained in more detail by reference to the accompanying figures. Where:

1 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Verbundbauteils gemäß einer ersten Ausführungsform und 1 a sectional view of a composite component according to the invention according to a first embodiment and

2 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Verbundbauteils gemäß einer zweiten Ausführungsform. 2 a sectional view of a composite component according to the invention according to a second embodiment.

In 1 ist ein Verbundbauteil ganz allgemein mit dem Bezugszeichen 10 versehen. Dieses umfasst eine wenigstens abschnittsweise kompaktierte Matrix 12 mit einer Mehrzahl von Matrixlagen 12A, 12B, 12C, 12D sowie ein Formteil 14 mit einem in der Matrix 12 aufgenommen Abschnitt 16 sowie einem von außerhalb der Matrix zugänglichen Abschnitt 18. Die mit dem Bezugszeichen 12C versehene Matrixlage weist in einem das Formteil 14 überdeckenden Abschnitt 20 einen höheren Kompaktierungsgrad als in einem das Formteil 14 nicht überdeckenden Abschnitt 22 auf. Durch diesen höheren Kompaktierungsgrad der Matrixlage 12C kann einerseits für eine Kompensation von durch das Formteil 14 bedingten Dickenunterschieden der Matrix 12 gesorgt werden. Andererseits kann hierdurch in dem das Formteil 14 nicht überdeckenden Abschnitt 22 für eine höhere Porosität und somit für ein besseres akustisches Dämpfungsverhalten als in dem das Formteil 14 überdeckenden Abschnitt 20 gesorgt werden. Dies kann selbstverständlich auch bedeuten, dass auch der das Formteil 14 nicht überdeckende Abschnitt 22 selbst kompaktiert sein kann, was insbesondere zu einem hohen strukturellen Zusammenhalt der Matrixlagen 12A–12D beitragen kann. Außerdem können selbstverständlich auch mehrere Matrixlagen in einem das Formteil 14 überdeckenden Abschnitt einen höheren Kompaktierungsgrad als in einem das Formteil 14 nicht überdeckenden Abschnitt aufweisen. Eine besonders feste Verbindung zwischen Formteil 14 und Matrix 12 kann dadurch erlangt werden, dass das Formteil 14 nicht nur formschlüssig mit der Matrix 12 verbunden ist, sondern auch thermoplastisch in der Matrix 12 gebunden ist. Hierzu kann das Formteil 14 an seiner Außenoberfläche wenigstens bereichsweise mit einem Haftvermittler versehen sein. Die thermoplastische Anbindung an die Matrix 12 kann durch den in der Matrix 12 ohnehin enthaltenen Binder erfolgen. In 1 is a composite component in general with the reference numeral 10 Mistake. This comprises an at least partially compacted matrix 12 with a plurality of matrix layers 12A . 12B . 12C . 12D as well as a molded part 14 with one in the matrix 12 included section 16 and a section accessible from outside the matrix 18 , The with the reference number 12C provided matrix layer has in one the molding 14 covering section 20 a higher degree of compaction than in a molded part 14 non-overlapping section 22 on. Due to this higher degree of compaction of the matrix layer 12C on the one hand for a compensation of the molding 14 conditional thickness differences of the matrix 12 be taken care of. On the other hand, this can in this the molded part 14 non-overlapping section 22 for a higher porosity and thus for a better acoustic damping behavior than in the molded part 14 covering section 20 be taken care of. Of course, this can also mean that even the molded part 14 non-overlapping section 22 itself can be compacted, which in particular to a high structural cohesion of the matrix layers 12A - 12D can contribute. In addition, of course, several matrix layers in a molded part 14 overlapping portion a higher degree of compaction than in a molding 14 have non-overlapping section. A particularly strong connection between the molded part 14 and matrix 12 can be obtained by the molding 14 not only form-fitting with the matrix 12 is connected, but also thermoplastic in the matrix 12 is bound. For this purpose, the molding 14 be provided on its outer surface at least partially with a bonding agent. The thermoplastic connection to the matrix 12 can through the in the matrix 12 Any binder contained anyway.

Wie in 1 dargestellt, kann das Formteil 14 als Befestigungselement, insbesondere als Schraube, ausgebildet sein und kann an dem von außerhalb der Matrix 12 zugänglichen Abschnitt 18 einen länglichen, sich entlang einer Längsachse A erstreckenden Eingriffsformationsabschnitt 24 aufweisen, an welchem eine Eingriffsformation 26, etwa ein Außengewinde, vorgesehen sein kann. Diese ist dazu eingerichtet, mit einer Gegeneingriffsformation, etwa einem Innengewinde einer hier nicht dargestellten Mutter, in Eingriff zu treten, um das Verbundbauteil 10 mit anderen, hier ebenfalls nicht dargestellten, Bauteilen zu verbinden. As in 1 shown, the molding can 14 be designed as a fastener, in particular as a screw, and may be on the outside of the matrix 12 accessible section 18 an elongated engaging portion extending along a longitudinal axis A. 24 have, on which an engagement formation 26 , such as an external thread, may be provided. This is adapted to engage with a counter-engagement formation, such as an internal thread of a nut, not shown here, to the composite component 10 with other, not shown here, components to connect.

Bei dem in 1 dargestellten Verbundbauteil 10 erstreckt sich der Eingriffsformationsabschnitt 24 durch die Matrixlagen 12A, 12B hindurch, was eine definierte Positionierung des Formteils 14 relativ zur Matrix 12 ermöglicht. Um zudem eine definierte Positionierung in Stapelrichtung D sicherstellen zu können, kann das Formteil 14 einen bezüglich des Eingriffsformationsabschnitts 24 vorstehenden Verankerungsbereich 28 aufweisen. Der Verankerungsbereich 28 kann einen einstückig mit dem Eingriffsformationsabschnitt 24 ausgebildeten Verankerungsabschnitt 30 aufweisen, welcher bevorzugt zwischen zwei Matrixlagen 12B, 12C aufgenommen ist. Dieser kann, wie in 1 dargestellt, flanschartig ausgebildet sein und sich somit im Wesentlichen radial zum Eingriffsformationsabschnitt 24 erstrecken. Hierdurch können insbesondere in Stapelrichtung D der Matrixlagen 12A–12D auf den Eingriffsformationsabschnitt 24 ausgeübte Zug- und Druckkräfte effektiv auf die Matrix 12 übertragen werden, da der Eingriffsformationsabschnitt 24 flächig an den diesen aufnehmenden Matrixlagen 12B, 12C anliegt, was einem Lösen des Formteils 10 aus der Matrix 12 bei Zug- oder Druckbelastung effektiv entgegenwirkt. At the in 1 represented composite component 10 the engagement information section extends 24 through the matrix layers 12A . 12B through what a defined positioning of the molding 14 relative to the matrix 12 allows. In order to additionally ensure a defined positioning in the stacking direction D, the molded part 14 with respect to the engagement information section 24 above anchoring area 28 exhibit. The anchoring area 28 may be integral with the engagement information section 24 trained anchoring section 30 which preferably between two matrix layers 12B . 12C is included. This one can, as in 1 shown, be formed flange and thus substantially radially to the engagement information section 24 extend. As a result, in particular in the stacking direction D of the matrix layers 12A - 12D to the engagement information section 24 applied tensile and compressive forces effectively on the matrix 12 to be transmitted because the engagement information section 24 flat on the matrix layers receiving them 12B . 12C is present, causing a release of the molding 10 from the matrix 12 counteracts effectively under tensile or compressive load.

Dieser Effekt kann durch ein nicht mit dem Eingriffsformationsabschnitt 24 einstückig ausgebildetes Verankerungselement 32 verstärkt werden, welches mit dem Verankerungsabschnitt 30 in Anlageeingriff steht, mit diesem zwischen denselben Matrixlagen 12B, 12C aufgenommen ist und eine größere Erstreckung Le als die Erstreckung La des Verankerungsabschnitts 30 in einer zu der Berührfläche 34 der beiden Matrixlagen 12B, 12C parallelen Fläche aufweist. Um das Verankerungselement 32 definiert relativ zum Eingriffsformationsabschnitt 24 positionieren zu können, ist dieses vorzugsweise beilagscheibenartig ausgebildet und umgibt den Eingriffsformationsabschnitt 24. This effect can by not with the engagement information section 24 integrally formed anchoring element 32 reinforced, which with the anchoring section 30 is in investment engagement, with this between the same matrix layers 12B . 12C is received and a greater extension Le than the extension La of the anchoring section 30 in one to the contact surface 34 the two matrix layers 12B . 12C has parallel surface. To the anchoring element 32 defined relative to the engagement information section 24 To be able to position, this is preferably formed like a washer and surrounds the Eingriffsformationsabschnitt 24 ,

Aufgrund des höheren Kompaktierungsgrads der Matrixlage 12C in dem das Formteil 14 überdeckenden Abschnitt 20, kann, wie in 1 dargestellt, ein Verbundbauteil 10 bereitgestellt werden, bei welchem die Matrix 12 in dem das Formteil 14 aufnehmenden Bereich 36 und in einem Bereich 38, welcher den das Formteil 14 aufnehmenden Bereich 36 umgibt, eine einheitliche Dicke d aufweist. Mit Dicke ist in dieser Anmeldung die Abmessung der Matrix 12 in Stapelrichtung D gemeint, wobei eine einheitliche Dicke bedeutet, dass die Abmessung der Matrix 12 in Stapelrichtung D in dem das Formteil 14 aufnehmenden Bereich 36 den gleichen Wert aufweist wie in dem Bereich 38, welcher den das Formteil 14 aufnehmenden Bereich 36 umgibt. Due to the higher degree of compaction of the matrix layer 12C in which the molding 14 covering section 20 , can, as in 1 represented, a composite component 10 be provided, in which the matrix 12 in which the molding 14 receiving area 36 and in one area 38 , which one the molded part 14 receiving area 36 surrounds, has a uniform thickness d. Thickness in this application is the dimension of the matrix 12 in stacking direction D, where a uniform thickness means that the dimension of the matrix 12 in the stacking direction D in which the molded part 14 receiving area 36 the same value as in the area 38 , which the the molding 14 receiving area 36 surrounds.

Durch den höheren Kompaktierungsgrad kann hier letztlich die sonst unvermeidbare Dickenzunahme in dem das Formteil 14 aufnehmenden Bereich 36 kompensiert werden, was zu einer einfachen Verbindung des Verbundbauteils 10 mit einem anderen Bauteil beitragen kann, da ein sonst unvermeidbarer Dickensprung nicht durch zusätzliche strukturelle Maßnahmen am anderen Bauteil berücksichtigt werden muss. Due to the higher degree of compaction, the otherwise unavoidable increase in thickness in the molded part can ultimately be achieved here 14 receiving area 36 be compensated, resulting in a simple connection of the composite component 10 can contribute with another component, since an otherwise unavoidable thickness jump must not be taken into account by additional structural measures on the other component.

Um neben einer akustischen Dämpfung auch eine thermische Isolationswirkung entfalten zu können, kann die Matrix 12 wenigstens eine Wärmestrahlung reflektierende Lage 12A, 12D, vorzugsweise in Form einer Metallfolie, etwa aus Aluminium, umfassen. Diese kann, wie hier dargestellt, als Deckschicht oder zumindest als Teil einer Deckschicht bereitgestellt sein oder/und als Kernschicht vorgesehen sein, d.h. zwischen zwei Matrixlagen. Um einen effizienten Durchtritt von Schall durch eine Wärmestrahlung reflektierende Lage sicherstellen zu können, kann dabei auch vorgesehen sein, dass wenigstens eine Wärmestrahlung reflektierende Lage perforiert, insbesondere mikroperforiert, ist. In order to develop not only an acoustic damping but also a thermal insulation effect, the matrix 12 at least one heat radiation reflecting layer 12A . 12D , preferably in the form of a metal foil, such as aluminum. This can, as shown here, be provided as a cover layer or at least as part of a cover layer and / or be provided as a core layer, ie between two matrix layers. In order to be able to ensure an efficient passage of sound through a heat radiation reflecting layer, it can also be provided that at least one heat radiation reflecting layer is perforated, in particular microperforated.

In 2 ist eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Bei der nachfolgenden Beschreibung dieser Ausführungsform werden gleiche und funktionsgleiche Bauteile oder Bauteilabschnitte mit den gleichen Bezugszeichen wie bei der Beschreibung der ersten Ausführungsform versehen werden, allerdings erhöht um die Zahl 100 und evtl. ergänzt durch den Zusatz „a“ oder „b“. Die zweite Ausführungsform wird nur soweit beschrieben als sie sich von der ersten Ausführungsform unterscheidet, auf deren Beschreibung ansonsten ausdrücklich verwiesen wird. In 2 A second embodiment of the present invention is shown. In the following description of this embodiment, identical and functionally identical components or component sections will be given the same reference numerals as in the description of the first embodiment, but increased by the number 100 and possibly supplemented by the suffix "a" or "b". The second embodiment will be described only insofar as it differs from the first embodiment, to the description of which otherwise expressly referred.

Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass eine Mehrzahl von Formteilen 114a, 114b vorgesehen ist, deren Verankerungselemente 132a, 132b einstückig miteinander ausgebildet sind. Der in den Bezugszeichen verwendete Zusatz „a“ bzw. „b“ dient der Unterscheidung der in 2 gezeigten beiden Formteile 114a, 114b. Folglich bezeichnen die Bezugszeichen 116a, 116b die in der eine Mehrzahl von Lagen 112A–112D aufweisenden Matrix 112 eingebetteten Abschnitte, 118a, 118b die von außerhalb des Verbundbauteils 110 zugänglichen Abschnitte, 120a, 120b die die Formteile 114a, 114b abdeckenden Abschnitte der Matrixlage 112C mit einem höheren Kompaktierungsgrad, 124a, 124b die Eingriffsformationsabschnitte, 126a, 126b die Eingriffsformationen, 128a, 128b die Verankerungsbereiche und 130a, 130b die Verankerungsabschnitte der Formteile 114a, 114b. Entsprechend sind mit 136a, 136b die die Formteile 114a, 114b aufnehmenden Bereiche der Matrix 112 bezeichnet. Mit 122 sind die die Formteile 114a, 114b nicht überdeckenden Abschnitte der Matrixlage 112C bezeichnet und mit 138 der Bereich, welcher die die Formteile 114a, 114b aufnehmenden Bereiche 136a, 136b umgibt. Mit 134 ist die Berührfläche der Matrixlagen 112B, 112C bezeichnet. The second embodiment differs from the first embodiment in that a plurality of molded parts 114a . 114b is provided, whose anchoring elements 132a . 132b are integrally formed with each other. The suffix "a" or "b" used in the reference numbers is used to distinguish between in 2 shown two molded parts 114a . 114b , Consequently, the reference numerals designate 116a . 116b those in a plurality of layers 112A - 112D having matrix 112 embedded sections, 118a . 118b from outside the composite component 110 accessible sections, 120a . 120b the molded parts 114a . 114b covering portions of the matrix layer 112C with a higher degree of compaction, 124a . 124b the engagement information sections, 126a . 126b the intervention formations, 128a . 128b the anchoring areas and 130a . 130b the anchoring sections of the moldings 114a . 114b , Accordingly are with 136a . 136b the molded parts 114a . 114b receiving areas of the matrix 112 designated. With 122 are the moldings 114a . 114b non-overlapping portions of the matrix layer 112C designated and with 138 the area which the moldings 114a . 114b receiving areas 136a . 136b surrounds. With 134 is the area of contact of the matrix layers 112B . 112C designated.

Mit einem in 2 gezeigten Verankerungselement kann neben der Erzielung des im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform diskutierten technischen Effekts eines Verankerungselements, nämlich einer großflächigen Verteilung von auf die jeweiligen Eingriffsformationsabschnitte 124a, 124b ausgeübten Zug- und Druckkräfte auf die Matrix 112, zusätzlich für eine definierte Relativpositionierung der Formteile 114a, 114b zueinander gesorgt werden, da die Position der Formteile 114a, 114b durch die Position von in den Verankerungselementen 132a, 132b vorgesehenen und von den jeweiligen Eingriffsformationsabschnitten 124a, 124b durchsetzten Öffnungen 140a, 140b vorgegeben sind. With a in 2 shown anchoring element can in addition to achieving the discussed in connection with the first embodiment, the technical effect of an anchoring element, namely a large-scale distribution of the respective engagement information sections 124a . 124b exerted tensile and compressive forces on the matrix 112 , in addition for a defined relative positioning of the moldings 114a . 114b be taken care of each other, because the position of the moldings 114a . 114b by the position of in the anchoring elements 132a . 132b provided and from the respective engagement information sections 124a . 124b interspersed openings 140a . 140b are predetermined.

Ein Verfahren zum Herstellen des Verbundbauteils 10; 110 umfasst folgende Schritte:

a) Bereitstellen einer Mehrzahl von Matrixlagenrohlingen, umfassend eine Faserverstärkungsstruktur und einen thermoplastischen Binder;
b) Bereitstellen wenigstens eines Formteils 14; 114a, 114b;
c) Einbringen der Mehrzahl von Matrixlagenrohlingen und des wenigstens einen Formteils 14; 114a, 114b in eine Pressform, derart, dass das wenigstens eine Formteil 14; 114a, 114b wenigstens teilweise zwischen zwei Matrixlagenrohlingen aufgenommen und von außerhalb der Matrixlagenrohlinge zugänglich ist;
d) Schließen der Pressform;
e) Erwärmen der Matrixlagenrohlinge und des wenigstens einen Formteils 14; 114a, 114b über den Schmelzpunkt des thermoplastischen Binders und dadurch Aufschmelzen des Binders;
f) Ausüben von Druck auf die Matrixlagenrohlinge, wobei der Druck im Bereich des Formteils 14; 114a, 114b höher als in von diesem verschiedenen Bereichen der Matrixlagenrohlinge ist;
g) Verfestigen des Bindematerials; und
h) Öffnen der Pressform und Entnehmen des Verbundbauteils 10; 110.

A method of manufacturing the composite component 10 ; 110 includes the following steps:

a) providing a plurality of matrix layer blanks comprising a fiber reinforcement structure and a thermoplastic binder;
b) providing at least one molding 14 ; 114a . 114b ;
c) introducing the plurality of matrix layer blanks and the at least one molded part 14 ; 114a . 114b in a mold, such that the at least one molding 14 ; 114a . 114b at least partially received between two matrix layer blanks and accessible from outside the matrix layer blanks;
d) closing the mold;
e) heating the matrix layer blanks and the at least one molded part 14 ; 114a . 114b above the melting point of the thermoplastic binder and thereby melting the binder;
f) applying pressure to the matrix layer blanks, wherein the pressure in the region of the molded part 14 ; 114a . 114b is higher than in this various areas of the matrix layer blanks;
g) solidifying the binding material; and
h) opening the mold and removing the composite component 10 ; 110 ,

Dabei kann im Schritt a) wenigstens ein Matrixlagenrohling in Form eines Fasergemisches bereitgestellt werden, wobei das Fasergemisch Verstärkungsfasern, vorzugsweise in Form eines Fasergewirrs, und Bindefasern mit thermoplastischem Kunststoff umfasst, oder/und wenigstens ein Matrixlagenrohling als Halbzeug mit einer thermoplastisch gebundenen Faserverstärkungsstruktur bereitgestellt werden. Mit derartigen porösen Matrixlagenrohlingen kann auf besonders einfache Weise eine poröse Struktur erzeugt werden. Diese Matrixlagenrohlinge haben, falls sie unter Druck thermoplastisch gebunden wurden, zudem die Eigenschaft, durch Erhitzen zu expandieren (loften). Auf diese Weise wird eine zunächst großporige Struktur erzeugt, welche sich definiert kompaktieren lässt. Daher können vor dem Schritt f) ein vorausgehender Komprimierungsschritt gefolgt von einem Schritt zum Loften wenigstens eines Matrixlagenrohlings vorgesehen sein. At least one matrix layer blank in the form of a fiber mixture may be provided in step a), the fiber mixture comprising reinforcing fibers, preferably in the form of a fiber tangle, and binder fibers with thermoplastic, and / or at least one matrix layer blank being provided as a semifinished product with a thermoplastically bonded fiber reinforcement structure. With such porous matrix layer blanks, a porous structure can be produced in a particularly simple manner. These matrix sheet blanks, if thermoplastically bonded under pressure, also have the property of being expanded by heating (lofting). In this way, an initially large-pored structure is produced, which can be compacted defined. Therefore, prior to step f), a preliminary compression step followed by a step of lofting at least one matrix layer blank may be provided.

Umfasst das Formteil 14; 114a, 114b wie in den zuvor diskutierten Ausführungsformen einen Eingriffsformationsabschnitt 24; 124a, 124b mit einer Eingriffsformation 26; 126a, 126b, so kann vor dem Schritt c) in wenigstens einem Matrixlagenrohling wenigstens eine Öffnung bereitgestellt werden, durch welche hindurch der Eingriffsformationsabschnitt 24; 124a, 124b im Schritt c) hindurch geführt wird. Hierdurch kann ein Formteil 14; 114a, 114b relativ zur Matrix 12; 112 definiert positioniert werden. Includes the molding 14 ; 114a . 114b as in the previously discussed embodiments, an engagement information section 24 ; 124a . 124b with an intervention formation 26 ; 126a . 126b Thus, before step c), at least one opening may be provided in at least one matrix layer blank through which the engagement formation section passes 24 ; 124a . 124b in step c) is passed through. This can be a molding 14 ; 114a . 114b relative to the matrix 12 ; 112 be positioned defined.

Weist das Formteil 14; 114a, 114b zudem einen Verankerungsbereich 28; 128a, 128b, vorzugsweise mit Verankerungsabschnitt 30; 130a, 130b oder/und Verankerungselement 32; 132a, 132b, auf, kann Schritt c) das Einbringen des Verankerungsbereichs 28; 128a, 128b zwischen zwei Matrixlagenrohlingen umfassen. Indicates the molding 14 ; 114a . 114b also an anchoring area 28 ; 128a . 128b , preferably with anchoring section 30 ; 130a . 130b or / and anchoring element 32 ; 132a . 132b , step c) may include the introduction of the anchoring area 28 ; 128a . 128b between two matrix layer blanks.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 19608127 A1 [0002]

Claims

Composite component ( 10 ; 110 ) comprising an at least partially compacted multilayer matrix ( 12 ; 112 ) with a thermoplastic bonded fiber reinforcement structure and at least one at least partially between two matrix layers ( 12B . 12C ; 112B . 112C ) received molding ( 14 ; 114a . 114b ), which one from outside the composite component ( 10 ; 110 ) accessible section ( 18 ; 118a . 118b ), characterized in that at least one matrix layer ( 12C ; 112C ), preferably a plurality of matrix layers, in which the at least one molded part ( 14 ; 114a . 114b ) covering section ( 20 ; 120a . 120b ) a higher degree of compaction than in the at least one molded part ( 14 ; 114a . 114b ) non-overlapping section ( 22 ; 122 ).

Composite component ( 10 ; 110 ) according to claim 1, characterized in that the matrix ( 12 ; 112 ) in a molded part ( 14 ; 114a . 114b ) receiving area ( 36 ; 136a . 136b ) and in one area ( 38 ; 138a . 138b ), which the the molded part ( 14 ; 114a . 114b ) receiving area ( 36 ; 136a . 136b ) has a uniform thickness (d).

Composite component ( 10 ; 110 ) according to claim 1 or 2, characterized in that at least one matrix layer ( 12A - 12D ; 112A - 112D ), preferably a plurality of matrix layers, also in one of the at least one molded part ( 14 ; 114a . 114b ) non-overlapping section ( 22 ; 122 ) is compacted.

Composite component ( 10 ; 110 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one molded part ( 14 ; 114a . 114b ) in the matrix ( 12 ; 112 ) is thermoplastic bound.

Composite component ( 10 ; 110 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one molded part ( 14 ; 114a . 114b ) is formed as a fastening element and on the outside of the composite component ( 10 ; 110 ) accessible section ( 18 ; 118a . 118b ), preferably oblong, engaging information section ( 24 ; 124a . 124b ), on which a, preferably a thread comprehensive, engagement formation ( 26 ; 126a . 126b ), which is adapted to engage with a counter-engagement formation.

Composite component ( 10 ; 110 ) according to claim 5, characterized in that the engagement information section ( 24 ; 124a . 124b ) by at least one matrix layer ( 12A . 12B ; 112A . 112B ) extends such that the engagement formation ( 26 ; 126a . 126b ) at least partially, preferably completely, outside the matrix ( 12 ; 112 ) is arranged.

Composite component ( 10 ; 110 ) according to claim 5 or 6, characterized in that the molded part ( 14 ; 114a . 114b ) with respect to the engagement information section ( 24 ; 124a . 124b ) above anchoring area ( 28 ; 128a . 128b ), which with the matrix ( 12 ; 112 ) is in positive engagement.

Composite component ( 10 ; 110 ) according to claim 7, characterized in that the anchoring area ( 28 ; 128a . 128b ) integrally with the engagement information section (FIG. 24 ; 124a . 124b ), preferably flange, anchoring portion ( 30 ; 130a . 130b ), which is preferably between two matrix layers ( 12B . 12C ; 112B . 112C ) is recorded.

Composite component ( 10 ; 110 ) according to claim 7 or 8, characterized in that the anchoring area ( 28 ; 128a . 128b ) separately from the engagement information section ( 30 ; 130a . 130b ) and formed with a portion of the molded part ( 14 ; 114a . 114b ), preferably the anchoring section ( 30 ; 130a . 130b ), engaging anchoring element ( 32 ; 132a . 132b ), which is preferably between two matrix layers ( 12B . 12C ; 112B . 112C ) is recorded.

Composite component ( 10 ; 110 ) according to claims 8 and 9, characterized in that the anchoring element ( 32 ; 132a . 132b ), preferably the engagement information section (FIG. 24 ; 124a . 124b ), at the anchoring section ( 30 ; 130a . 130b ), wherein the anchoring element ( 32 ; 132a . 132b ) and the anchoring section ( 30 ; 130a . 130b ) between the same matrix layers ( 12B . 12C ; 112B . 112C ) and the anchoring element ( 32 ; 132a . 132b ) in one to a contact surface ( 34 ; 134 ) of the matrix layers ( 12B . 12C ; 112B . 112C ) substantially parallel surface a greater extent than the anchoring portion ( 30 ; 130a . 130b ) having.

Composite component ( 110 ) according to claim 9 or 10, characterized in that at least two molded parts ( 114a . 114b ) are provided, whose respective anchoring elements ( 132a . 132b ) between the same matrix layers ( 112B . 112C ) are received and formed integrally with each other.

Composite component ( 10 ; 110 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the matrix ( 12 ; 112 ) at least one thermal radiation reflecting layer ( 12A . 12D ; 112A . 112D ), preferably in the form of a metal foil.

Method for producing a composite component ( 10 ; 110 ) according to one of the preceding claims, comprising the steps of: a) providing a plurality of matrix layer blanks comprising a fiber reinforcement structure and a thermoplastic binder; b) providing at least one molded part ( 14 ; 114a . 114b ); c) introducing the plurality of matrix layer blanks and the at least one molded part ( 14 ; 114a . 114b ) in a mold, such that the at least one molded part ( 14 ; 114a . 114b ) is at least partially received between two matrix layer blanks and accessible from outside the matrix layer blanks; d) closing the mold; e) heating the matrix layer blanks and the at least one molded part ( 14 ; 114a . 114b ) above the melting point of the thermoplastic binder and thereby melting the binder; f) applying pressure to the matrix layer blanks, wherein the pressure in the region of the at least one molded part ( 14 ; 114a . 114b ) is higher than in these different regions of the matrix layer blanks; g) solidifying the binding material; and h) opening the mold and removing the composite component ( 10 ; 110 ).

A method according to claim 13, characterized in that in step a) at least one matrix layer blank in the form of a fiber mixture is provided, wherein the fiber mixture comprises reinforcing fibers, preferably in the form of a Fasergewirrs, and binder fibers with thermoplastic plastic, and / or that at least one matrix layer blank as a semi-finished with a thermoplastic bonded fiber reinforcement structure.

Process according to claim 13 or 14, characterized in that the at least one molded part ( 14 ; 114a . 114b ) an engagement information section ( 24 ; 124a . 124b ) with an intervention formation ( 26 ; 126a . 126b ), wherein before step c) at least one opening is provided in at least one matrix layer blank, through which the engagement information section is guided in step c).

Method according to one of claims 13 to 15, characterized in that the at least one molded part ( 14 ; 114a . 114b ) an anchoring area ( 28 ; 128a . 128b ), which is preferably integral with the engagement information section (FIG. 24 ; 124a . 124b ) anchoring section ( 30 ; 130a . 130b ) and / or a separate from the intervention information section ( 24 ; 124a . 124b ) formed anchoring element ( 32 ; 132a . 132b ), wherein step c) the introduction of the anchoring area ( 28 ; 128a . 128b ) between two matrix layer blanks.